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预拌流态固化土的工程特性研究进展及应用

材料导报 2024年第9期38卷 62-68页

作者：苏悦闫楠白晓宇付林张启军梁斌王保栋王立彬张英杰张安琪青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 中建八局发展建设有限公司山东青岛266061 青岛慧睿科技有限公司山东青岛266042 青岛业高建设工程有限公司山东青岛266042

工程建设过程中废弃物堆积问题促使固化技术产生及发展,固体废弃材料制备成流态固化土得到二次利用。预拌流态固化土是具有高强度、低渗透性、高流动性、造价低廉的新型环保材料,在各种回填工程、桩基处理、路基工程等广泛应用;同时,土... 详细信息

工程建设过程中废弃物堆积问题促使固化技术产生及发展,固体废弃材料制备成流态固化土得到二次利用。预拌流态固化土是具有高强度、低渗透性、高流动性、造价低廉的新型环保材料,在各种回填工程、桩基处理、路基工程等广泛应用;同时,土壤固化技术还被广泛应用于沿江及滨海地区淤泥固化工程。本文从流态固化土的固化机理出发,总结了现有固化剂类型;从影响因素出发,分析了固化土无侧限抗压强度、抗剪强度、抗渗性及流动性等物理力学性质,为提高流态固化土性能提供参考;梳理了现阶段流态固化土的研究进展,并对固化土在实际工程中的应用进行总结,阐明了流态固化土在工程应用中的优点及存在的不足,为流态固化土在后续的工程中的推广提出了发展方向。

关键词：流态固化土固化机理强度特性流动性抗渗性工程应用

纳米C-S-H-PCE对免蒸养高强混凝土性能的影响

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复合材料学报 2024年第1期41卷 333-347页

作者：付华王鹏刚田砾唐兴滨赵铁军青岛理工大学土木工程学院青岛266520 青岛市政集团砼业工程有限公司青岛266231

针对蒸汽养护易引起混凝土初始损伤及耐久性差等问题。本文采用纳米水化硅酸钙-聚羧酸醚复合材料(n-C-S-H-PCE)制备免蒸养高强混凝土。通过水化热、低场核磁等试验研究了n-C-S-H-PCE对混凝土抗压强度、水化速率、孔径分布、自收缩及耐... 详细信息

针对蒸汽养护易引起混凝土初始损伤及耐久性差等问题。本文采用纳米水化硅酸钙-聚羧酸醚复合材料(n-C-S-H-PCE)制备免蒸养高强混凝土。通过水化热、低场核磁等试验研究了n-C-S-H-PCE对混凝土抗压强度、水化速率、孔径分布、自收缩及耐久性的影响。结果表明:纳米水化硅酸钙(C-S-H)晶核为水化产物提供了成核位点,降低了成核的临界离子浓度K_(sp),诱导期和加速期显著提前,显著提高了混凝土早期抗压强度,1天混凝土抗压强度提高64%,且28天以后混凝土没有发生强度倒缩。掺入n-C-S-H-PCE后,混凝土基体孔径细化,凝胶孔和毛细孔比例均增加,导致混凝土自干燥过程中毛细孔负压增大,增大混凝土自收缩;然而,混凝土基体的最可几孔径和50~100 nm孔隙累计体积降低,提高了混凝土的抗氯离子侵蚀性能;孔径大于14 nm(临界孔径)的孔隙含量降低(由0.0287 mL/g降低到0.0156 mL/g),从而提高了混凝土的抗冻性能;此外,掺入n-C-S-H-PCE后,混凝土孔隙率降低,且随着矿粉掺量的增加,铝酸钙相和Ca2+的浓度降低,混凝土抗硫酸盐侵蚀能力提高。该研究为免蒸养、低收缩、高耐久、高强混凝土制备与应用提供了理论依据。

关键词：纳米早强剂免蒸养混凝土孔结构自收缩耐久性 C-S-H-PCE

建筑信息模型与数字化在给排水设计中的融合研究

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运维船与半潜式风机平台碰撞过程的物理建模仿真分析

中州建设 2024年第3期 107-108页

作者：娄玉艳刘卜榛青岛亿联建设集团股份有限公司山东青岛 266000 青岛绿色草坪工程有限公司山东青岛 266000

建筑信息模型(BIM)技术通过整合建筑项目的各种数据和信息,提供了全面的协作平台,使得建筑设计与施工过程更加高效、精确且可靠.同时,数字化给排水设计的技术应用使得给排水系统的设计和管理更加智能化和可持续化.本文旨在探讨建筑信息... 详细信息

建筑信息模型(BIM)技术通过整合建筑项目的各种数据和信息,提供了全面的协作平台,使得建筑设计与施工过程更加高效、精确且可靠.同时,数字化给排水设计的技术应用使得给排水系统的设计和管理更加智能化和可持续化.本文旨在探讨建筑信息模型和数字化给排水设计的融合对现代建筑设计的重要性,期望可以为建筑行业从业人员和未来的研究提供有价值的参考.

关键词：建筑信息模型数字化给排水设计融合

来源：博看期刊评论

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船舶力学 2024年第8期28卷 1221-1229页

作者：林治浩梁海志鞠鹏李守彪王梦莹青岛杰瑞自动化有限公司山东青岛266061 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 中交一航局第二工程有限公司山东青岛266071 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司山东青岛266101

随着海上浮式风机的大型化和作业水深的增加,风机运维服务船舶与风机平台之间的碰撞是影响风机安全运营的重要风险之一,而目前已有的研究主要聚焦于固定式海上风机。本文针对运维船与半潜式浮式风机的碰撞问题,基于多体水动力学建立运... 详细信息

随着海上浮式风机的大型化和作业水深的增加,风机运维服务船舶与风机平台之间的碰撞是影响风机安全运营的重要风险之一,而目前已有的研究主要聚焦于固定式海上风机。本文针对运维船与半潜式浮式风机的碰撞问题,基于多体水动力学建立运维船与半潜式浮式风机的运动方程,并采用物理建模方式模拟浮体间的碰撞力。首先,在时域内模拟因运维船动力定位故障导致其与风机平台的碰撞过程;在此基础上,分析撞击速度、撞击位置等因素对浮体运动响应的影响规律。研究结果表明,碰撞力具有作用时间短、幅值大的特点,其幅值与浮体间的相对速度呈线性关系;因运维船附加质量较小,碰撞对其横摇、艏摇速度影响显著,同时运维船的撞击位置直接决定了浮体动能之间的能量重分配,进而影响碰撞力幅值及浮体运动响应。

关键词：运维船半潜式浮式风机碰撞物理仿真

深基坑双排微型桩-锚-撑组合支护结构受力与变形特性

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2295-2309页

作者：闫楠郝增明白晓宇张立孙林娜张启军青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛业高建设工程有限公司山东青岛266022

为深入研究深厚杂填土地层深基坑微型桩-锚-撑组合支护结构随基坑开挖的受力与变形演化规律,首先,依托青岛市某深基坑工程开展双排微型桩-锚-撑原位试验,分析开挖工况下前、后排桩的桩身弯矩分布规律;然后,结合ABAQUS有限元模拟方法,明... 详细信息

为深入研究深厚杂填土地层深基坑微型桩-锚-撑组合支护结构随基坑开挖的受力与变形演化规律,首先,依托青岛市某深基坑工程开展双排微型桩-锚-撑原位试验,分析开挖工况下前、后排桩的桩身弯矩分布规律;然后,结合ABAQUS有限元模拟方法,明确微型桩、预应力锚索与钢支撑之间的协同作用及基坑变形规律;最后,揭示微型桩桩径变化、支护结构作用对桩身受力及基坑变形的影响机制。研究结果表明:增加开挖深度引起桩身正弯矩和负弯矩不断增大,极值点位置不断下移,桩身弯矩整体呈正“S”形分布;开挖至基底,前排桩的桩身反弯点分别位于钢支撑下方0.5 m和开挖面位置,后排桩的桩身反弯点分别位于钢支撑下方0.5 m和开挖面下方1.0 m范围内;基坑开挖竖向影响范围约为1.35H(H为基坑开挖深度),桩径增加近1倍,土体水平位移仅减少约51%,且随桩径继续增加,其对于限制基坑变形效果不显著;相较于桩锚支护结构,桩-锚-撑支护结构作用下,前、后排桩的最大水平位移分别减小34.9%和27.3%,基坑土体的最大水平位移减小46.0%。

关键词：深基坑微型桩锚索钢支撑原位试验有限元模拟

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碳酸钙在受限空间内成核生长过程的分子动力学模拟

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 579-591页

作者：王攀路兴海王慕涵张悦许洪建侯东帅青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 青岛第一市政工程有限公司山东青岛266033

碳酸钙的形成会一定程度上改变混凝土的内部结构,进而影响混凝土的宏观性能,然而碳酸钙在混凝土内部成核生长机理尚未明确。为了探究碳酸钙在混凝土内部的形成过程和成核机制,本工作采用分子动力学模拟方法,研究了碳酸钙在不同受限空间... 详细信息

碳酸钙的形成会一定程度上改变混凝土的内部结构,进而影响混凝土的宏观性能,然而碳酸钙在混凝土内部成核生长机理尚未明确。为了探究碳酸钙在混凝土内部的形成过程和成核机制,本工作采用分子动力学模拟方法,研究了碳酸钙在不同受限空间中的形成过程和成核机理。结果表明:碳酸钙的成核生长主要依靠离子之间结合形成离子键;不同基体对碳酸钙团簇的吸附效果不同,这是因为碳酸钙与基体界面主要是钙氧离子键相连接,而水化硅酸钙基体界面处具有更多游离钙离子和羟基,能够为碳酸钙的形成提供更多的成核位点;同时,不同的受限空间孔径的大小对碳酸钙的形成速度也有较大影响。通过分析碳酸钙成核过程发现,碳酸钙团簇的形成不遵循经典成核理论,而是与预成核机制相符。本研究有助于进一步理解碳酸钙在混凝土中的形成过程,为混凝土中碳酸钙成核过程提供理论指导。

关键词：碳酸钙成核生长混凝土受限空间分子动力学模拟

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近海黏性土中桩土界面剪切特性与含水率效应

地下空间与工程学报 2024年第4期20卷 1236-1246页

作者：王永洪王鑫张明义李长河王东雷青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 青岛永元海洋科技有限公司山东青岛266533 青岛绿色理工岩土工程有限公司山东青岛266533

为了研究粉质黏土-混凝土截面的抗剪强度在不同物理条件下的影响特征,本文针对粗糙度、含水率对其的影响展开研究,根据前人经验总结自制出了型直剪试验仪,研究了混凝土在不同粗糙度以及不同含水率的条件下,粉质黏土-混凝土界面的剪切特... 详细信息

为了研究粉质黏土-混凝土截面的抗剪强度在不同物理条件下的影响特征,本文针对粗糙度、含水率对其的影响展开研究,根据前人经验总结自制出了型直剪试验仪,研究了混凝土在不同粗糙度以及不同含水率的条件下,粉质黏土-混凝土界面的剪切特性受到的物理影响。结果表明:混凝土表明粗糙度对试验结果产生直接影响,并且随着粗糙度的增大,界面抗剪强度、界面摩擦角、剪切刚度系数以及界面残余剪切应力均相应增大,最大增幅可达37.0;而界面附着力随粗糙度的增大呈先减小后增大的趋势,增大幅度达23.7%。随着黏性土含水率的增大,界面抗剪强度、剪切刚度系数和界面残余剪切应力均呈先增大后减小趋势,含水率在20%~28%之间存在一个最优含水率使得界面抗剪特性最优;粉质黏土-混凝土界面的抗剪强度受粗糙度和含水率的影响较大。试验结果可为静压桩的工程实践提供借鉴与参考。

关键词：粉质黏土-混凝土粗糙度含水率抗剪强度特性

浅水浮式风电结构非线性波浪荷载及动力响应特性研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1041-1049页

作者：张敏杨天恩杨风艳徐琨中国海洋大学工程学院山东青岛266100 海洋石油工程(青岛)有限公司山东青岛266520

浮式风电结构在浅水海域中承受的波浪荷载及运动响应表现出非线性特征,对浮式风电安全性提出很高要求。本文建立了风机-浮式基础-系泊系统耦合分析模型,对于不同水深、不同波浪荷载计算方法下的频域水动力系数和时域计算结果分别进行了... 详细信息

浮式风电结构在浅水海域中承受的波浪荷载及运动响应表现出非线性特征,对浮式风电安全性提出很高要求。本文建立了风机-浮式基础-系泊系统耦合分析模型,对于不同水深、不同波浪荷载计算方法下的频域水动力系数和时域计算结果分别进行了对比,讨论了水深以及波浪荷载计算方法对浮式风电结构响应和系泊张力的影响。结果表明:浮式风电结构的水动力性能和动力响应随水深变化显著。水深较浅时,浮体响应和系泊张力的低频部分明显增大,二阶波浪荷载的影响更加显著。同时,Newman近似方法与全二次传递函数方法相比,在浅水条件下会明显低估二阶波浪荷载效应,进而影响平台响应和系泊张力的分析。

关键词：海上风电场浮式风机水动力非线性分析动力响应系泊缆时域分析频域分析

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喷涂聚脲及其纤维复合材料的抗侵彻性及防护机理研究新进展

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材料导报 2024年第19期38卷 288-293页

作者：闫帅吕平黄微波张锐王旭王文斌鞠家辉青岛理工大学土木工程学院山东青岛266400 青岛沙木新材料有限公司山东青岛266109

在侵彻体高速冲切行为下,头盔和防弹衣等防护装备产生变形甚至穿透现象,且过往防护装备以金属、陶瓷为主,虽防护效果表现良好,但对人员敏捷性影响较大,因此轻量化成为设计防护装备的重要指标。喷涂聚脲和高性能纤维所具有的轻质高强等特... 详细信息

在侵彻体高速冲切行为下,头盔和防弹衣等防护装备产生变形甚至穿透现象,且过往防护装备以金属、陶瓷为主,虽防护效果表现良好,但对人员敏捷性影响较大,因此轻量化成为设计防护装备的重要指标。喷涂聚脲和高性能纤维所具有的轻质高强等特性,足以满足防护基材的要求,因此将喷涂聚脲及纤维作为基材制作防护装备潜力巨大。本文首先从喷涂聚脲微相分离的结构特点入手,讲述分子链上软硬段以及氢键化的存在对材料性能的影响,介绍了喷涂聚脲的动态响应情况,分析认为在宽应变率范围下喷涂聚脲仍能保持性能稳定性。通过弹道实验发现喷涂聚脲受到侵彻体的高速冲切时会从橡胶态转变为玻璃态,对弹道极限具有提升作用;纤维的加入可以优化防护装备的结构整体性,复合材料损伤面积的扩大证明能量耗散水平的提高。最后从软硬段重排结晶、氢键作用等方面归纳分析喷涂聚脲的抗侵彻机理,并指出喷涂聚脲与纤维形成复合材料的重难点和亟待解决的问题。

关键词：喷涂聚脲纤维复合材料抗侵彻防护装备